Problemas aeroelasticidad

1. Considere un modelo en un túnel de viento de un ala uniforme rígida, que se encuentra pivotada en cabeceo por la mitad de la cuerda y restringida elásticamente en cabeceo por un resorte lineal con una constante de resorte de 225 lb/in montado en el borde de salida. El modelo tiene un perfil simétrico, una envergadura de 3 ft y una cuerda de 6 in. La pendiente de la curva de levantamiento es de 6 /rad. El centro aerodinámico se encuentra localizado en un cuarto de la cuerda, y el centro de masa en la mitad de la cuerda

1. Calcular la presión dinámica de divergencia a nivel del mar.
2. Calcular la velocidad de divergencia a nivel del mar.

DATOS

k=225 lb/in = 2700 lb/ft

b=3 ft

c= 6 in = 0.5 ft

 [pic 1]

 [pic 2]

Calculamos la superficie del ala

[pic 3]

Para obtener el  del ala, es necesario conocer la distancia uno, la cual es la distancia del borde de ataque al eje elástico, la cual el problema nos indica que el ala esta pivotada en la mitad de la cuerda.[pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

Por ultimo para poder realizar los cálculos de presión y velocidad de divergencia, es necesario obtener el valor de la distancia del eje elástico al centro aerodinámico, por lo cual es necesario, hacer la diferencia entre la distancia 1 y la distancia de la cuerda del centro aerodinámico desde el borde de ataque

[pic 7]

1. Calcular la presión dinámica de divergencia a nivel del mar.

[pic 8]

1. Calcular la velocidad de divergencia a nivel del mar.

[pic 9]

1. Del modelo del problema 1, para una presión dinámica de 30 lb/ft², calcular el porcentaje de cambio en levantamiento causado por el efecto aeroelástico.

[pic 10]

1. Para el modelo del problema 1, cambiar la presión dinámica de divergencia, por los siguientes cambios de diseño:

1. Cambiando la rigidez del resorte
2. Cambiando de localización el punto de pivote

[pic 11]

1. Cambiando la rigidez del resorte

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

1. Cambiando de localización el punto de pivote

[pic 15]

[pic 16]

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